فقدان الفاصل البصري: اختر 1x8 أو 1x16 أو 1x32

إن نسبة الانقسام وفقدان الإدراج هما المعلمتان اللتان تحددان ما إذا كان رابط PON أو FTTH سيجتاز بالفعل اختبار القبول. اختر نسبة الانقسام الخاطئة وستنخفض الطاقة الضوئية في ONT إلى ما دون حساسية جهاز الاستقبال. قلل من تقدير فقدان الإدخال وقد يعمل الرابط في المختبر ولكنه يفشل بعد بضع دورات من موصل الموصل، أو إصلاح لصق الدمج، أو ثلاث سنوات من تقادم الألياف.

هذا الدليل مكتوب للمهندسين وفرق المشتريات الذين يحتاجون إلى تحديد حجم المقسم مقابل ميزانية الطاقة الحقيقية. يشرح ما تعنيه نسبة الانقسام، وكيفية تحديد خسارة الإدراج في ورقة البيانات، وكيفية حساب الخسارة للمقسمات 1x8، و1x16، و1x32، وكيفية الاختيار بينها من خلال قائمة مراجعة القرار ومثال ميزانية GPON العملي.
 

ما هو الفاصل البصري؟

الفاصل البصري هو مكون سلبي يأخذ إشارة ضوئية واحدة ويوزعها عبر ألياف إخراج متعددة. وهو ثنائي الاتجاه، ولا يحتاج إلى طاقة كهربائية، وطوله الموجي -شفاف ضمن نطاق التشغيل المحدد (عادةً 1260–1650 نانومتر لأجهزة PLC من فئة PON-).

في شبكة جيجابت الضوئية السلبية (GPON)، يمكن لمنفذ OLT PON واحد أن يخدم ما يصل إلى 64 ONT من خلال شجرة من المقسمات، ويقوم XGS-PON بتوسيع هذا إلى 128 وحدة ONU منطقية لكل منفذ ضمنالاتحاد الدولي للاتصالات-T G.9807.1. إن جهاز التقسيم هو ما يجعل تلك النقطة-إلى-بنية متعددة النقاط مجدية اقتصاديًا، نظرًا لأن مئات المشتركين يتشاركون في ألياف تغذية واحدة وجهاز إرسال واستقبال OLT واحد.

تهيمن تقنيتان للتقسيم على السوق:

• مقسمات PLC (دائرة الموجات الضوئية المستوية).استخدام شريحة الدليل الموجي السيليكا. إنها توفر تقسيمًا موحدًا من 1x2 إلى 1x64، وتعمل عبر النطاق الكامل 1260-1650 نانومتر، وهي الخيار الافتراضي لشبكات الوصول إلى FTTH.مقسمات PLCمتوفرة في عبوات من الألياف العارية، وغير المحظورة، وصندوق ABS، وLGX، والكاسيت.
• فواصل FBT (المستدقة ثنائية المخروط المنصهرة).يتم تصنيعها عن طريق دمج وتضييق اثنين من الألياف معًا. فهي فعالة من حيث التكلفة-للتطبيقات 1x2 و1x4 وهي الخيار العملي الوحيد عند الحاجة إلى نسبة تقسيم غير متساوية (90:10، 80:20، وما إلى ذلك).

ماذا تعني نسبة الانقسام؟

تصف نسبة الانقسام كيفية توزيع الطاقة الضوئية المدخلة عبر منافذ إخراج جهاز التقسيم. وهو لا يصف مقدار الطاقة المفقودة - وهي خسارة الإدراج، وهي معلمة ذات صلة ولكنها منفصلة.
 

نسب الانقسام المتساوية

يقوم الفاصل المتساوي بتقسيم طاقة الإدخال بالتساوي. الحصة النظرية التي يتلقاها كل مخرج هي ببساطة 1 مقسومًا على عدد المخرجات:

• 1x2 - 50% لكل منفذ
• 1x4 - 25% لكل منفذ
• 1x8 - 12.5% لكل منفذ
• 1x16 - 6.25% لكل منفذ
• 1x32 - 3.125% لكل منفذ
• 1x64 - 1.5625% لكل منفذ

تعتبر المقسمات المتساوية هي المعيار القياسي لـ FTTH لأنها تجعل ميزانية الطاقة متطابقة لكل مشترك على نفس المقسم، مما يبسط التصميم والتوثيق وتفسير OTDR.

نسب الانقسام غير المتكافئة

يرسل المقسم غير المتكافئ نسبة ثابتة من الطاقة إلى أسفل فرع واحد والباقي إلى أسفل الآخر. النسب المشتركة هي 90:10، 80:20، 70:30، 60:40، و50:50.

التطبيق الكلاسيكي هو بنية الحنفية على طول ألياف التغذية: كل حنفية تسقط نسبة صغيرة إلى التوزيع المحلي بينما يستمر الجزء الأكبر من الطاقة أسفل الجذع. على سبيل المثال، تفقد النقرة 10:90 حوالي 10.5 ديسيبل على منفذ 10% وحوالي 0.5 ديسيبل فقط على منفذ 90% (باستثناء الخسارة الزائدة). يتيح ذلك للمشغل وضع عدة نقرات متتالية دون استنفاد الميزانية في أول قطرة.

ما هو فقدان إدخال الفاصل البصري؟

خسارة الإدخال هي إجمالي الطاقة الضوئية المفقودة بين الإدخال ومنفذ الإخراج المحدد، ويتم قياسها بالديسيبل. في ورقة البيانات، ستشاهد عادةً رقمين لكل عدد من المنافذ: قيمة نموذجية وقيمة قصوى. التصميم دائمًا ضدالحد الأقصى لخسارة الإدراج المحددة، أبدا خسارة الانقسام النموذجية أو المثالية. تعتبر القيم النموذجية مفيدة لقياس الأداء، ولكن اختبار القبول وميزانيات الارتباط تحتاج إلى رقم الحالة الأسوأ-.

تتكون خسارة الإدراج من عنصرين:

• خسارة الانقسام- الخسارة التي لا يمكن تجنبها والتي تنتج عن تقسيم الطاقة عبر عدد N من المخرجات. يساوي 10 × سجل₁₀(ن) لفاصل متساوي.
• الخسارة الزائدة- الخسارة الإضافية الناتجة عن عيوب الدليل الموجي، وهندسة القارنة، وامتصاص المواد، وتفاوتات الموصل. بالنسبة لمقسم PLC عالي الجودة، يكون هذا عادةً 0.3-1.5 ديسيبل اعتمادًا على عدد المنافذ والتعبئة.

تظهر معلمتان أخريان في نفس ورقة البيانات وهما مهمتان للتصميم:

• التوحيد- الحد الأقصى للانتشار بين أفضل وأسوأ منفذ إخراج. عادةً ما يحدد مقسم PLC 1x32 التوحيد أقل من أو يساوي 1.5 ديسيبل. إذا افترضت أن كل منفذ متطابق، فستضع ميزانية أقل من-أسوأ الحالات.
• خسارة العودة- مقدار الضوء المنعكس. معلمة منفصلة عن فقدان الإدراج، تم شرحها جيدًا في ملفنادليل خسارة الإدراج مقابل خسارة العودة.

فقدان الإدراج النموذجي للمقسمات 1x2 و1x4 و1x8 و1x16 و1x32

تجمع القيم أدناه بين خسارة الانقسام المثالية والخسارة الزائدة الواقعية لمقسمات PLC التي تم إنهاؤها من نوع SC/UPC-. هممراجع التخطيط فقط; الحد الأقصى الفعلي لخسارة الإدراج للمنتج المحدد الذي تشتريه هو ما يحكم القبول.

• 1x2- الحد الأقصى المثالي 3.0 ديسيبل، والحد الأقصى النموذجي 3.6–4.0 ديسيبل. يستخدم لنقرات الخطوط وحماية الفروع -الصغيرة.
• 1x4- المستوى المثالي 6.0 ديسيبل، والحد الأقصى النموذجي 7.0–7.4 ديسيبل. شائع في نقاط التوزيع الصغيرة ورافعات FTTB.
• 1x8- المستوى المثالي 9.0 ديسيبل، والحد الأقصى النموذجي 10.0–10.5 ديسيبل. العمود الفقري لإغلاق الوصول إلى FTTH.
• 1x16- المستوى المثالي 12.0 ديسيبل، والحد الأقصى النموذجي 13.0–13.7 ديسيبل. توزيع سكني عالي الكثافة-
• 1x32- المستوى المثالي 15.0 ديسيبل، والحد الأقصى النموذجي 16.5–17.5 ديسيبل. معيار لتجميع GPON. ميزانية ضيقة.
• 1x64- الحد الأقصى المثالي 18.0 ديسيبل، والحد الأقصى النموذجي 20.0–21.0 ديسيبل. مطلوب بصريات XGS-PON أو Class C+.

الفجوة بين الحد الأقصى المثالي والمحدد هي الخسارة الزائدة بالإضافة إلى بدل التوحيد. تقوم الشركات المصنعة ذات السمعة الطيبة باختبار كل جهاز وفقًا للمعيار IEC 61753-1 / فئات الأداء IEC 61753-031 - عند مقارنة أوراق البيانات، تأكد من أن المواصفات تشير إلى المواصفات المناسبةمعيار الاختبار IEC 61753.
 

كيفية حساب خسارة إدخال الفاصل البصري

خسارة التقسيم المثالية لمقسم N-متساوي هي:

خسارة الانقسام المثالية (dB)=10 × log₁₀(N)

بالنسبة للمقسم غير المتكافئ، تعتمد الخسارة على منفذ معين على حصته من الطاقة:

خسارة المنفذ (ديسيبل)=−10 × سجل₁₀(P_ميناء / P_في)

لذا فإن المقسم غير المتساوي بنسبة 90:10 يوفر خسارة مثالية تبلغ 0.46 ديسيبل تقريبًا على منفذ 90% وخسارة مثالية تبلغ 10.0 ديسيبل على منفذ 10%، قبل إضافة الخسارة الزائدة.

للحصول على رقم واقعي للتصميم أضف الخسارة الزائدة:

خسارة الإدراج المقدرة=خسارة التقسيم المثالية + الخسارة الزائدة

لكن بالنسبة لميزانية الارتباط الفعلية، لا تقدر - اقرأ الحد الأقصى لخسارة الإدراج من ورقة بيانات الشركة المصنعة واستخدم ذلك.

مثال عملي: ميزانية الطاقة GPON مع مقسم 1x32

تخيل عملية نشر GPON نموذجية بموجب بصريات ITU-T G.984 Class B+:

• قوة إطلاق OLT (مع التيار، 1490 نانومتر): +3.0 ديسيبل ميلي واط (الحد الأدنى)
• حساسية جهاز الاستقبال ONT: −27.0 ديسيبل مللي واط
• إجمالي الميزانية المتاحة: 30.0 ديسيبل

يتكون الرابط من 8 كيلومترات من ألياف التغذية ذات الوضع الفردي، ومقسم 1x32 PLC عند FDH، و200 متر من ألياف التوزيع والإسقاط، وأربعة أزواج موصلات SC/APC متزاوجة، ووصلتي دمج.

تراكم الخسارة:

• ألياف التغذية، 8.0 كم × 0.35 ديسيبل/كم @ 1490 نانومتر=2.8 ديسيبل
• التوزيع + إسقاط الألياف، 0.2 كم × 0.35 ديسيبل/كم=0.07 ديسيبل
• مقسم PLC 1x32، الحد الأقصى لخسارة الإدخال=17.0 ديسيبل
• الموصلات، 4 × 0.3 ديسيبل=1.2 ديسيبل
• وصلات الاندماج، 2 × 0.1 ديسيبل=0.2 ديسيبل
• الهامش الهندسي=3.0 ديسيبل

إجمالي فقدان الارتباط=2.8 + 0.07 + 17.0 + 1.2 + 0.2 + 3.0 =24.3 ديسيبل

الميزانية المتاحة 30.0 ديسيبل ناقص 24.3 ديسيبل المستهلكة تترك 5.7 ديسيبل من الإرتفاع - يمر الرابط بهامش مريح. وإذا كانت مسافة وحدة التغذية 15 كم بدلاً من 8 كم، فإن نفس التكوين سيفقد 2.5 ديسيبل أخرى؛ لا يزال يمر، ولكن مع انخفاض الهامش الهندسي إلى النصف تقريبًا. ارفع جهاز التقسيم إلى 1x64 (بحد أقصى 21 ديسيبل) وستنهار الميزانية بمقدار 4 ديسيبل إضافية - عند هذه النقطة، تصبح بصريات PON من الفئة C+ OLT (ميزانية 35 ديسيبل) أو XGS- ضرورية.
 

كيفية اختيار نسبة الانقسام الصحيحة

يعد اختيار نسبة الانقسام حسب عدد المستخدمين وحده هو السبب الأكثر شيوعًا لفشل تشغيل PON. استخدم التسلسل التالي بدلاً من ذلك.

قم بتأكيد فئة PON والميزانية الإجمالية

ابحث عن الفئة البصرية لوحدات OLT وONT الخاصة بك. فئات GPON الشائعة منالاتحاد الدولي للاتصالات-T G.984.2نكون:

• الفئة ب+: ميزانية 28 ديسيبل
• الفئة C+: ميزانية 32 ديسيبل
• الفئة C++: ميزانية 35 ديسيبل

توفر فئتا XGS-PON N1 وN2 عادةً 29 ديسيبل و31 ديسيبل على التوالي. فئة PON هي السقف الصلب - ولا يمكن للمقسم أن يستهلك أكثر من الميزانية مطروحًا منها كل شيء آخر.

تقدير فقدان الألياف والموصل والوصلات

استخدم 0.35 ديسيبل/كم عند 1490 نانومتر و0.22 ديسيبل/كم عند 1550 نانومتر للألياف أحادية الوضع؛ 0.3 ديسيبل لكل زوج موصل متزاوج لـ UPC، و0.5 ديسيبل لـ APC؛ 0.05-0.1 ديسيبل لكل لصق اندماجي. قم بإحصاء كل مكون على المسار من OLT إلى ONT، وليس فقط المسافة الرئيسية.

اقرأ الحد الأقصى لخسارة الإدراج من ورقة البيانات

استخدم الحد الأقصى للقيمة المحددة، وهي ليست نموذجية. أضف بدل التوحيد إذا كان تصميمك يحتاج إلى ضمان أسوأ منفذ -، فهذا مهم بالنسبة للمقسمات المركزية التي تخدم المشتركين البعيدين.

هامش الهندسة الاحتياطية

2–3 ديسيبل هو المعيار القياسي لـ FTTH. يغطي هذا تقادم الألياف، ووصلات الإصلاح المضافة خلال عمر الشبكة، وتلوث الموصل، والتغير الناجم عن درجة الحرارة-. غالبًا ما يرتفع المشغلون الذين يخدمون الطرق الجوية الخارجية.

قارن بين 1x8 و1x16 و1x32 جنبًا إلى جنب

• 1x8- الأفضل من أجل: الوصول إلى شبكة FTTH طويلة-، والشلالات-المتعددة المراحل، والميزانيات المحدودة، والطرق المعرضة للإصلاح-. المخاطر: انخفاض معدل الاستلام لكل ألياف مغذية، وارتفاع التكلفة لكل مشترك. تجنب ذلك عندما: تحتاج إلى كثافة عالية للمشتركين لكل منفذ OLT.
• 1x16- الأفضل لـ: FTTH المتوازن في الضواحي، ومسافات النطاق المتوسط-، وبنيتي المسرح-(تتالي 1x4 + 1x4). الخطر: يترك هامشًا محدودًا إذا كانت وحدة التغذية طويلة أو كان OLT من الفئة B+. تجنبه عندما: تدفع المسافة الإجمالية بالإضافة إلى الموصلات الميزانية إلى ما يزيد عن 23 ديسيبل.
• 1x32- الأفضل لـ: عمليات النشر الحضرية الكثيفة مع عمليات تشغيل وحدة التغذية القصيرة، وبصريات الفئة C+، والتقسيم المركزي في FDH. المخاطرة: هامش ضيق للغاية؛ يمكن لأي موصل أو لصق مضاف أن يدفع أسوأ منفذ خارج المواصفات. تجنب ذلك عندما: تتجاوز وحدات التغذية 12 كم في الفئة B+، أو عندما تحتاج البنية إلى التتالي.

PLC vs FBT Splitter: ما الذي يجب أن تستخدمه؟

بالنسبة لعدد المنافذ 1x8 وما فوق، فإن PLC هو الخيار الواقعي الوحيد. توفر شريحة PLC خسارة إدخال مسطحة عبر 1260-1650 نانومتر، مما يعني أن نفس المقسم يعمل مع 1490/1577 نانومتر، و1310 نانومتر، و1550 نانومتر تراكب فيديو RF. يختلف فقدان FBT باختلاف الطول الموجي ويجب طلب الجهاز لنطاق التشغيل.

تظل FBT ذات صلة في ثلاث حالات: -الانقسامات ذات العدد المنخفض (1x2، 1x4) حيث تكون التكلفة هي العامل المهيمن، وتطبيقات الطول الموجي الفردي-، والنسب غير المتساوية التي لا يمكن لـ PLC إنتاجها بسهولة. للحصول على مقارنة عملية لكيفية تراكم الخسارة بشكل مختلف في الروابط الثقيلة للموصل-في مقابل الروابط المقسمة-الثقيلة، راجع معالجتنا الأوسع لـفقدان الإدراج في شبكات الألياف.

الأخطاء الشائعة التي تسبب فشل الحقل

• التصميم ضد فقدان الإدراج النموذجي.النموذجي هو المتوسط ​​عبر مجموعة الإنتاج. يجب أن يستخدم اختبار القبول الحد الأقصى للقيمة من ورقة البيانات.
• تجاهل التوحيد في المقسمات ذات العدد العالي-.1x32 مع توحيد 1.5 ديسيبل يعني أن أسوأ منفذ هو 1.5 ديسيبل أسوأ من الأفضل. إذا كانت نتيجة OTDR لـ ONT واحدة هي الحد الفاصل، فغالبًا ما يكون التوحيد هو المتغير المفقود.
• نسيان ميزانية الموصل.يحتوي رابط FTTH النموذجي على 4-6 أزواج متزاوجة بين OLT وONT. عند 0.3 ديسيبل لكل منها ما يصل إلى 1.8 ديسيبل - أكثر من كيلومتر من الألياف.
• التعامل مع 1x32 كترقية مجانية من 1x16.تلتهم خسارة الانقسام الإضافية البالغة 3 ديسيبل معظم الهامش الهندسي. إذا كان الارتباط سليمًا عند 1x16 مع وجود 2 ديسيبل احتياطي، فمن المحتمل أن يفشل عند 1x32.
• تشغيل هامش هندسي صفر.سوف يفشل الارتباط الذي يمر بمقدار 0.5 ديسيبل في اليوم الأول بعد أول دورة تنظيف لوصلة الإصلاح أو الموصل.

بالنسبة لسياق الميزانية البصرية الأوسع-عبر إصدار FTTH، فإنشرح تصميم شبكة FTTHيغطي أقسام التغذية والتوزيع والإفلات بالتسلسل.

ملخص

تحدد نسبة الانقسام تقسيم الطاقة الأساسي عبر PON؛ خسارة الإدراج هي الرقم الحقيقي الذي يجب أن يتناسب مع ميزانية الارتباط. اختر من خلال العمل بشكل عكسي من ميزانية فئة PON، واطرح مساهمات الألياف والموصل والوصلات والتوحيد، واستخدم الحد الأقصى لخسارة الإدراج من ورقة البيانات - ليست مثالية، وليست - النموذجية للتحقق من صحة اختيار الفاصل الخاص بك. عندما يوضح المثال العملي حتى 1 ديسيبل من الهامش يختفي عند 1x32، فهذه إشارة للرجوع إلى 1x16 بدلاً من الاعتماد على أفضل -أرقام الحالة.

قبل النشر، اطلب تقرير الاختبار الفعلي لمجموعة التقسيم التي تشتريها، وتحقق منه مقابل فئة أداء IEC المشار إليها في ورقة البيانات، وأعد -تشغيل الميزانية بالقيم القصوى المبلغ عنها. الدقائق القليلة التي تستغرقها هي ما يفصل بين الشبكة التي تمرر القبول والشبكة التي تحتاج إلى-إعادة هندستها بعد الشكوى الأولى.